Система подчинения электровозом постоянного тока при разгоне грузового поезда

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Вводный раздел

Получение соотношения между СF и Cх

Разделим одно на другое выражения для конструктивной постоянной для вычисления силы тяги одного двигателя и конструктивной постоянной двигателя для вычисления ЭДС по скорости:

,

где СМ - конструктивная постоянная двигателя для расчета вращающего момента;

- диаметр колесной пары, м.

,

где p - число полюсов ЭД;

N - число проводников в обмотке якоря;

- передаточное число зубчатой передачи;

а - число параллельных ветвей обмотки;

- диаметр колес колесной пары, м.

,

Проверка правильности соотношения

,



Выразить FКД не через , а через для последующих расчетов.

FКД - величина касательной силы тяги, развиваемой одной колесной парой.

,

2. Подготовка исходных характеристик

Расчет номинального тока ТЭД с точностью до целых чисел

,

где - номинальная мощность на валу электродвигателя, кВт;

- номинальное напряжение электродвигателя, В;

- номинальный КПД тягового электродвигателя.

,

Номинальный ток двигателя равен 499 А.

Расчет шести значений токов якоря, соответствующих 0,25; 0,5; 0,75; 1,25; 1,5; 1,75 номинального тока.

,

,

,

,

,

,

Для семи значений токов якоря (включая Iн) по формуле, приведенной ниже, определим удельную ЭДС. Результаты расчета представим в виде таблицы.

Зависимость между током возбуждения (при последовательном и полном возбуждении ток возбуждения равен току якоря) и удельной ЭДС выражается экспериментально полученной приближенной формулой:

,

где Iв - значение тока возбуждения, для которого рассчитывается удельная ЭДС, А;

- конструктивная постоянная двигателя для вычисления ЭДС по скорости;

Ф - магнитный поток, Вб.

Пример расчета для

,

Таблица 1. Результаты расчета удельной ЭДС

Ток якоря, Iя	Удельная ЭДС, В/(км/ч)
125	13,53
250	22,01
374	26,98
499	30,18
624	32,31
749	33,37
873	34,44

Рассчитаем силу тяги ТЭД, соответствующую принятым токам, с точностью до целых чисел, кН, по формуле:

,

где FКД - сила тяги электровоза, кН;

= удельная ЭДС, В/(км/ч);

I - ток двигателя, А;

- коэффициент потерь силы тяги в процессе реализации тягового усилия.

Пример расчета:

,

Результаты расчетов запишем в таблицу:

Таблица 2. Результаты расчета удельной тяги

Ток якоря, Iя	Удельная ЭДС, В/(км/ч)	Сила тяги, кН
125	13,53	5,78
250	22,01	18,82
374	26,98	34,51
499	30,18	51,50
624	32,31	68,95
749	33,37	85,48
873	34,44	102,83

Построим на одном листе по данным таблицы кривые и в масштабе:

- для тока - М1 = 5 А/мм;

- для силы тяги - МF = 2,5 кН/мм.

Ток отложим по оси абсцисс, а его функции - по оси ординат.

График функции построить в масштабе 0,2 В/(км/ч) на миллиметр оси ординат.



Рисунок 1 - График зависимости

Рисунок 2 - График зависимости

3. Силовая электрическая цепь электровоза постоянного тока

Силовая электрическая цепь любого вида электроподвижного состава (ЭПС) состоит из ТЭД и устройств, необходимых для управления их работой. Можно сказать, что в силовой цепи реализуются физические принципы управления ЭПС, а тем самым и управление движением поезда. Цепь управления движением поезда состоит в реализации желаемой скорости его движения. Определить конечный результат управления можно только на основании решения выражения, которое называется уравнением движения поезда:

,

где - сила тяги (касательная) электровоза, Н;

W - сумма сил сопротивлений, действующих на поезд;

- ускорение движения поезда;

М - масса поезда, Т.

Схема силовой цепи электровоза постоянного тока

Схемой силовой цепи электровоза (рис. 3) называют графическое изображение электрической цепи включения тяговых электрических двигателей (ТЭД), электрических аппаратов и оборудования, необходимых для управления работой тяговых двигателей. Все устройства, входящие в схему, изображают условными графическими обозначениями по ГОСТу. На схеме не показаны контакторы реверсора, посредством которых изменяется направление тока в обмотках возбуждения или якорей тяговых двигателей для изменения направления движения. Кроме того, не показаны аппараты защиты от аварийных режимов, а также сделаны другие упрощения, которые не мешают пониманию основных процессов, происходящих в силовой цепи.

Все изменения, происходящие в силовой цепи ТЭД в процессе управления, как правило, осуществляются аппаратами, которые называют контакторами. Контактор приводится в действие по так называемой косвенной схеме, когда замыкание и размыкание контактов, включенных в силовую цепь высокого напряжения, осуществляются каким-либо силовым приводом. Управление приводом осуществляется дистанционно посредством электрических цепей низкого напряжения (50 -110 В). Управление цепями низкого напряжения осуществляет машинист посредством «контроллера машиниста».

Последовательность изменений в схеме отображает таблица замыкания контакторов (табл. 3). Каждое фиксированное состояние схемы называют позицией (строка таблицы). В каждой строке указывают номера замкнутых контакторов и величину регулируемого параметра. Таблица замыкания контакторов является как бы ключом для «чтения» схемы.

В упрощенной схеме включения четырех ТЭД автономной секции восьмиосного электровоза постоянного тока (см. рис. 3) осуществляется регулирование сопротивления реостата и переключение двигателей с последовательного на последовательно-параллельное соединение, которое принято называть параллельным. Это название объясняется тем, что переключаются группы двигателей (по два последовательно соединенных двигателя в каждой), а группы соединяются параллельно.

В схеме предусмотрены две ступени регулирования возбуждения ТЭД посредством шунтирования обмоток главных полюсов (возбуждения).

Чертеж схемы силовой цепи электровоза, с соблюдением условных обозначений.

Рисунок 3 - Силовая цепь электровоза постоянного тока



Расчет сопротивления секций реостата и шунтирующих резисторов

Предварительно полное сопротивление реостата рассчитаем из условия трогания при токе в силовой цепи Iтр = IН.

Тогда по закону Ома сопротивление при трогании, Ом:

,

где - суммарное сопротивление обмоток ТЭД, rд = 0,12 Ом.

,

Расчет сопротивлений секции реостата с точностью до двух знаков после запятой

Сопротивление секций реостата принимается равным, Ом:

,

,

,

,

Рассчитаем сопротивление шунтирующих резисторов с точностью до двух знаков

Сопротивление шунтирующих резисторов при в1 = 0,62 и в2 = 0,40 по формулам, Ом:

,

где rв = 0,3rд;



,

откуда определим величину сопротивления резистора .

,

,

,

Значения сопротивлений каждой секции и шунтирующих резисторов запишем над прямоугольниками, обозначающими резисторы в схеме.

Приведем таблицу замыкания контакторов, запишем в нее значения сопротивления реостата на каждой позиции.

4. Скоростные и электротяговые характеристики электровоза постоянного тока

Расчет и построение скоростных и электротяговых характеристик ЭПТ при реостатном регулировании на последовательном и параллельном соединениях ТЭД.

Расчет координат точек скоростных и тяговых характеристик электровоза выполнить в форме таблицы. В таблицу записать точки двигателя из таблицы координат номинальных характеристик. Соответственно токам записать значения C?Ф.

Сила тяги электровоза определяется путем умножения силы тяги двигателя на число двигателей электровоза Nд = 8.

Порядковые номера позиций и напряжения питания должны соответствовать таблице замыкания контактов.

Приведем расчетные формулы и расчет

Расчетное сопротивление силовой цепи, Ом, отнесенное к одному двигателю, определяется из условия

,

где - сопротивление реостата на очередной (n-ой) позиции из таблицы 3;

m - число последовательно соединенных двигателей.

Приведем пример расчета, остальные данные занесем в таблицу.

,

Для каждого значения сопротивления силовой цепи (позиции регулирования) рассчитаем скорости движения, соответствующие токам, приведенным в первой строке таблицы 4. Результаты расчетов последовательно занесем в строки таблицы.

Приведем пример расчета скорости движения, выполненный по формуле скоростной характеристики, км/ч:

.

где n - порядковый номер позиции;

i - порядковый номер значения тока.

км/ч.



Таблица 4. Расчет скоростных характеристик электровоза постоянного тока при реостатном регулировании

1	2	3	4	5	6	7	8
Ток двигателя I, А	125	250	374	499	624	749	873
Удельная ЭДС , В/км/ч	13,53	22,01	26,98	30,18	32,31	33,37	34,44
Сила тяги электровоза Fк, кН	5,78	18,82	34,51	51,5	68,95	85,48	102,83
Позиция	Напряжение питания, U'c, В	Сопротивление цепи, отнесенное к одному двигателю, , Ом	Скорость движения х, км/ч
1	750	1,5025	41,55	17,01	6,97	0,01	X	X	X
2	750	1,2525	43,86	19,85	10,44	4,14	Х	X	X
3	750	1,0025	46,17	22,69	13,90	8,28	3,85	Х	X
4	750	0,7675	48,34	25,36	17,16	12,16	8,39	5,25	2,32
5	750	0,5325	50,51	28,03	20,42	16,05	12,93	10,52	8,28
6	750	0,325	52,43	30,38	23,29	19,48	16,94	15,18	13,54
Позиция	Напряжение питания, U'c, В	Сопротивление цепи, отнесенное к одному двигателю, , Ом	Скорость движения х, км/ч
7	750	0,12	54,32	32,71	26,13	22,87	20,90	19,78	18,74
8	1500	0,4675	106,55	62,84	49,12	41,97	37,39	34,45	31,70
9	1500	0,3425	107,70	64,26	50,85	44,04	39,71	37,26	34,87
10	1500	0,2225	108,80	65,62	52,51	46,05	42,14	39,96	37,91
11	1500	0,12	109,76	66,79	53,94	47,72	44,11	42,26	40,51

Начертим семейство скоростных характеристик с 1-й по 11-ю позиции в правой части листа миллиметровой бумагой формата А3, а затем построим тяговые характеристики электровоза для 7-й и 11-й позиций.

Ток откладывается по оси абсцисс вправо в масштабе - М1 = 5 А/мм; скорость откладывается по оси ординат в масштабе М = 0,5 км/мм. Сила тяги откладывается по оси абсцисс влево в масштабе - МF = 2,5 кН/мм.

Расчет и построение скоростных и тяговых характеристик при регулировании возбуждения.

Расчет координат точек тяговых характеристик выполним по форме таблицы 5. В таблицу запишем все точки двигателя, начиная с I = 0,5 Iн.

Рассчитаем точки в обмотках возбуждения двигателя при включенных контакторах Ш1 и Ш2 (рисунок 3) соответственно каждому значению тока двигателя где - коэффициент ослабления возбуждения первой ступени (позиция 12).

Аналогичный расчет выполним при второй ступени ослабления возбуждения, когда на позиции 13 замкнуты контакты Ш1, Ш2, Ш3, Ш4 и . Из графика (рисунок 1), определим значения для рассчитанных токов возбуждения и запишем в соответствующие строки таблицы 5. Расчет тяги двигателя, кН, выполним по формуле

,

Нужно учитывать, что значения, подставляемые в формулу мы берем из условия, что с магнитным потоком в двигателе взаимодействует ток в обмотке якоря (ток двигателя).

Силу тяги электровоза рассчитаем соответственно числу двигателей (Nд = 8).

Для расчета скорости движения воспользуемся уравнением скоростной характеристики, км/ч,

,

В этом расчете пренебрегаем изменением сопротивления при шунтировании обмоток возбуждения тяговых двигателей.

Расчетные формулы и расчет одного значения: Fкл; Fk; х при в1 и аналогично при в2:

Расчетные формулы приведены выше, приведем пример расчета (для :

,

,

,

,

,

Заполним расчетную таблицу координат точек тяговых характеристик.

Приведем скоростные и электронные характеристики позиций 12 и 13, изображенные на графике.

Таблица 5. Расчет координат точек тяговых характеристик электровоза при регулировании возбуждения ТЭД

Ток двигателя I, А	250	374	499	624	749	873
При коэффициенте регулирования возбуждения	Ток возбуждения Iв, А	155	232	309	387	464	541
	Удельная ЭДС , В/(км/ч)	15,83	20,95	24,67	27,48	29,54	31,06
	Сила тяги двигателя Fкд, кН	8,39	16,62	26,07	36,37	46,88	57,47
	Сила тяги электровоза Fк, кН	67,13	133	208,6	291	375	459,8
	Скорость движения х, км/ч	93,58	70,27	59,30	52,90	48,89	46,20
При коэффициенте регулирования возбуждения	Ток возбуждения Iв, А	100	150	200	250	300	350
	Удельная ЭДС , В/(км/ч)	11,32	15,58	19,06	21,90	24,32	26,27
	Сила тяги двигателя Fкд, кН	3,87	7,99	13,04	18,72	24,95	31,45
	Сила тяги электровоза Fк, кН	30,96	63,92	104,3	149,8	199,6	251,6
	Скорость движения х, км/ч	131,4	95,12	77,44	67,12	60,20	55,50

Построение пусковой диаграммы электровоза постоянного тока

Пусковая диаграмма - графическое изображение изменение тока и скорости в период пуска электровоза. Диаграмма на семействе характеристик I(х) показана жирной линией. При построении пусковой диаграммы необходимо учитывать, что рабочая область характеристик ограничена максимально допустимым током и конструктивной скоростью локомотива - 110 км/ч.

Рассмотрим, как осуществляется разгон электровоза с поездом. При трогании (х = 0), когда все двигатели соединены последовательно и включено полное сопротивление реостата, ток определяется только напряжением сети и сопротивлением. Если Fк тр > W, то начнется увеличения скорости, а, следовательно, и ЭДС двигателей. Из рассмотрения уравнения электрического равновесия следует, что увеличение ЭДС сопровождается уменьшением тока. Однако нельзя забывать и о том, что уменьшение тока, в свою очередь, вызывает уменьшение падения напряжения на резисторе Rп.

За счет влияния обоих рассмотренных факторов скоростные характеристики при больших Rп идут круто, т. е. с увеличением скорости ток меняется мало. Пока сопротивление реостата Rп1и напряжение U' не будут изменены, ТЭД будет работать по характеристике 1 (см. рис.3), ускорение поезда будет малым, а разгон затягиваться.

Длительная работа с включенным реостатом не допускается. Поэтому после начала движения (точка a на рис. 4) следует уменьшить сопротивление реостата и тем самым перейти на характеристику 2 (из точки б в точку в, рис. 4). тяговой электродвигатель ток поезд

При уменьшении сопротивления реостата возрастает ток двигателей и соответственно увеличивается ток электровоза (точка в на рис. 4). В точке г характеристики 2 осуществляется дальнейшее уменьшение сопротивления реостата, в результате чего происходит переход на характеристику 3 в точке и последующий переход на характеристику 4 в точке е.

Как правило, машинист разгоняет поезд до возможно более высокой скорости, а поэтому задерживается на характеристике 4 только до перехода на последующую пятую характеристику и так далее, пока не будет выбрана характеристика 13. При переходе с 7-й на 8-ю характеристику изменяется схема соединения двигателей с последовательного на параллельное соединение. На рис. 4 все переходы в процессе разгона показаны зигзагообразной жирной линией, которую принято называть пусковой диаграммой.

После выхода на характеристику позиции 13 скорость движения устанавливается соответственно силам сопротивления движению. Каждый переход с позиции на позицию является результатом замыкания определенных контактов с силовой цепи (см. рис. 3 и таблицу замыкания контактов -- табл. 3.).

Замыкание реостатного контактора приводит к уменьшению сопротивления электрической цепи двигателей и вызывает возрастание (бросок) тока и соответственно силы тяги. Возрастание тока происходит за короткий промежуток времени, в течение которого скорость движения поезда не успевает измениться. Поэтому на пусковой диаграмме броски тока при переходе показаны при неизменной скорости. Однако с увеличением силы тяги возрастает ускорение, поезд продолжает двигаться ускоренно и скорость движения при работе на фиксируемой позиции возрастает по очередной тяговой характеристике до момента следующего изменения в силовой цепи и перехода на следующую (очередную) характеристику.

После начала движения машинист выдерживает рукоятку контроллера на каждой позиции до тех пор, пока ток не снизится до определенного выбранного машинистом значения. Ток, при котором производится переход на следующую позицию, называется током переключения Iп. При выполнении курсовой работы ток переключения принимается равным номинальному Iп = Iн.

Построенная для принятого пускового тока пусковая диаграмма

(жирная ступенчатая линия на рис. 4) отличается от диаграммы реального электровоза. Отличие обусловлено тем, что для уменьшения вычислительной работы, выполняемой студентом, на силовой схеме, приведенной на рис. 3 существенно уменьшено число контактов и пусковых резисторов, а, следовательно, и число расчетных позиций регулирования (скоростных характеристик). За счет этого броски тока при переходе с позиции на позицию получились значительными и различными для последовательного и параллельного соединений двигателей; при параллельном соединении число позиций регулирования в два раза меньше, чем при последовательном.

Для выполнения расчетов в следующем разделе нужно знать среднюю силу тяги, а, следовательно, и средний ток в процессе разгона. При выполнении курсовой работы при последовательном соединении ТЭД средний ток нужно принять равным Iср1 = 1,15Iн, а параллельном -- Iср2 = 1,25Iн.

Для указанных токов графически определить силу тяги и скорость выхода на безреостатные характеристики (ходовые). Результат графического расчета показать на скоростных и тяговых характеристиках рис. 4 (точки A, B, C, D и A', B', C' D'). Совершенно очевидно, что с увеличением числа характеристик броски тока и силы тяги уменьшаются.

На реальных электровозах число позиций и характеристик при ступенчатом регулировании свыше 30. Тем самым достигается более плавное регулирование, благоприятное для работы ТЭД и регулировании силы.

Построение пусковой диаграммы цветным карандашом

Построим пусковую диаграмму (рисунок 5) карандашом не слишком жирной линией.

Покажем на графике ток переключения Iп, средний пусковой ток Iср 1 для последовательного соединения и средний пусковой ток Iср 2 для параллельного соединения. Графически определим скорости, соответствующие средним токам для всех безреостатных скоростных характеристик.

Графически определим значение силы тяги, соответствующие средним токам для полного и ослабленного возбуждений (при ослабленном возбуждении определяются силы тяги, соответствующие току Iср 2.

Результаты расчетов покажем на характеристиках (рисунок 5)



5. Расчет массы поезда

Масса поезда и скорость его движения определяется, исходя из условия полного использования мощности и тяговых качеств локомотива. За расчетный режим принято движение поезда с установившейся скоростью на расчетном подъеме iр (данные из задания на курсовое проектирование).

Для решения поставленной задачи рассмотрим уравнение движения поезда, которое для установившейся скорости имеет вид

,

Значение Fк определены ранее. В расчете нужно использовать наибольшее значение. Силы сопротивления W представим в виде двух составляющих

,

где - основное сопротивление движения поезда;

дополнительное сопротивление движению поезда, возникающее на подъемах и кривых участках пути.

Основное сопротивление движению, кН:

,

где М - масса поезда, т, рассчитывается на основании полученного опытным путем удельного основного сопротивления движению, Н/кН, при расчетной скорости движения хр.



,

где расчетная скорость поезда на расчетном подъеме, км/ч (точка A').

Удельное сопротивление от подъезда численно равно величине подъема в тысячах, Н/кН,

,

Тогда дополнительное сопротивление от подъема, кН,

,

Преобразовав выражения можно определить массу поезда в тоннах, при движении которого на расчетном подъеме будут действовать силы сопротивления, численно равные расчетной силе тяги Fкр

,

Выбор и обоснование (исходя из полного использования силы тяги электровоза), расчетного значения тяги Fкр и соответствующую ей расчетную скорость на основании результатов расчетов в разделе 4.

Для нахождения Fкр используем наибольшее значение Fк.

,

где 44 км/ч (точка A').

,

Расчет основного удельного сопротивления движению при расчетной скорости.

,

Расчет с округлением до 50 т. массу поезда.

,

6. Анализ работы системы управления электровозом при разгоне поезда

В данном шаге определяем, за какое время и на каком протяжении пути возможно разогнать поезд на площадке до установившейся скорости движения. Далее проанализируем процесс управления электровозом при разгоне поезда, сделаем соответствующие выводы.

Расчет времени пути и разгона поезда расчетной массы на прямом горизонтальном участке пути

Уравнение движения поезда при движении поезда на прямом горизонтальном участке пути имеет вид

,

Время разгона tp, за которое поезд на площадке достигнет определенной скорости движения (конечной скорости), при которой , можно определить преобразовав предыдущее выражение к виду

,



Заменяя бесконечно малые приращения на конечные, получаем расчетное выражение времени, с,

.

где - время, в течение которого скорость движения увеличивается на , сек;

интервал скорости, в котором величины считаются постоянными, соответствующими средней скорости движения для рассматриваемого интервала.

Величины определяются графически. Для этого рассчитаем основное сопротивление движению для нескольких скоростей движения в интервале от 0 до 100 км/ч. Расчет выполняем по формулам из пункта 5. По полученным значениям в левой части рисунка строим зависимость х(W0). Необходимые для графического расчета тяговые характеристики построены в разделе 4. Конечная скорость на позиции 13 соответствует точке пересечения тяговой характеристики позиции 13 с кривой основного сопротивления движению х(W0).

Время разгона до скорости хк определяется как сумма времени движения на каждом интервале скорости

,

где k - количество интервалов в диапазоне скоростей от 0 до хк.

Путь, пройденный поездом за время разгона, м

,

где средняя скорость движения поезда в i-м интервале.

Расчет выполнить в форме таблицы 7.

Для наглядности и последующего анализа необходимо построить графики х(S) и t(S) разгона до скорости выхода на 13-ю характеристику в масштабах:

- скорость - Мх = 0,5ч1 км/ч/мм;

- время - Мt = 1ч5 c/мм;

- путь - Мs = 20 или 50 м/мм.

Построение тяговых характеристик для позиций 11, 12 и 13 таблицы контакторов.

Расчет и построение характеристик основного сопротивления движению для скоростей 0, 25, 50, 75 и 100 км/ч.

Таблица 6. Характеристики основного сопротивления движению

Скорость движения х, км/ч	0	25	50	75	100
Основное удельное сопротивление движению , н/кН	1,08	1,425	1,96	2,68	3,6
Основное сопротивление движению, W0, кН	60,39	79,68	109,6	150,1	201,3

Графическое определение конечной скорости разгона поезда.

Заполнение таблицы расчета времени и пути разгона поезда.

Таблица 7. Расчет времени и пути разгона поезда

Интервал скорости х, км/ч	Численное значение интервала скорости, км/ч	хср, км/ч	Д, км/ч	Fк ср, кН	w0, Н/кН	W0 ср, кН	Fк ср - Wо ср, кН	Дt, с	t, с	ДS, м	S, м
0 ч10		5	10	390	1,13	63	327	-	48	-	66
10 ч20		15	10	390	1,26	69	321	49	97	204	270
20чD'	20ч22	21	2	390	1,36	74	316	10	107	58	328
D'ч30	22ч30	26	8	375	1,44	79	296	42	149	303	631
30ч40	10	35	10	375	1,62	89	286	55	204	534	1165
40чA'	40ч44	42	4	375	1,77	97	278	22	226	256	1421
Продолжение таблицы 7.
AчB'	44ч52,5	48,25	8,5	290	1,91	104	186	68	294	906	2327
BчC'	52,5ч67,5	60	15	250	2,23	121	129	38	332	633	2960
C'+	67,5ч82	74,7	14,5	200	2,65	140	60	64	396	1315	4275
	82ч97	89,5	15	150	3,17	145	5	155	551	3831	8106

Сделаем выводы из данного шага с оценкой:

- изменения времени разгона при увеличении или уменьшении среднего значения пусковой силы тяги;

- изменения времени разгона на подъеме и на спуске.

Вывод :

Время разгона изменяется пропорционально при увеличении или уменьшении среднего значения пусковой силы тяги. Во сколько раз увеличится сила тяги, во столько раз уменьшится время разгона поезда и наоборот.

При разгоне сила тяги больше силы сопротивления движению и вследствие этого поезд разгоняется - движение с положительным ускорением. На подъёме возрастает сила сопротивления движению и при равенстве её силе тяги электровоза ускорение будет равно нулю - наступит установившееся движение. Когда сила сопротивления будет больше силы тяги, то поезд начнёт замедляться ( ускорение будет отрицательным). Из-за этого на подъёме время разгона увеличится, а на спуске уменьшится.

Управление электровозом при разгоне поезда

Управлением принято называть целенаправленное действие, которое вносит желаемое изменение в управляемый процесс. Как правило, это действие основано на информации (сведениях) о его результатах. В нашем случае результатом управления является желаемое изменение скорости движения поезда.

Управлением электровозом осуществляется посредством замыкания или размыкания контактов в силовой цепи ТЭД (рис. 3 и табл. 3). Управление контакторами осуществляется машинистом посредством контролера и цепей низкого напряжения.

В процессе управления машинист контролирует ток в двигателях по показаниям амперметра, включенного в силовую цепь через измерительный шунт (см. рис. 3). После перемещения рукоятки контроллера на последующую позицию ток увеличивается и затем постепенно уменьшается по мере увеличения скорости движения. Соответственно току в двигателях изменяется сила тяги электровоза.

После начала движения машинист выдерживает рукоятку контролера до тех пор, пока ток не снизится до определенного выбранного машинистом значения. Пусковая диаграмма является одной из возможных. При влажных или замасленных рельсах возникает проскальзывание колесных пар. В этом случае машинист перемещает рукоятку контролера при меньших токах двигателя. Для уменьшения времени разгона и сокращения потерь энергии в пусковых резисторах машинист должен стремиться реализовать такой ток переключения, при котором бросок тока якоря достигает значения 1,75Iн.

Максимальное значения тока ограничено сцеплением колес с рельсами и настройкой защиты по максимальному току.

Графическое определение максимально возможного тока переключения, посредством рассмотрения пусковой диаграммы (рисунок 6) для параллельного соединения двигателя.

Определим графически максимально возможный ток переключения по пусковой диаграмме при параллельном соединении двигателей. Для работы уже выбран минимальный ток переключения, равный 499 А. При выборе большего тока на 11-й позиции произойдет бросок тока больше значения максимально допустимого в 873 А, что, в свою очередь, вызовет срабатывание аппаратов защиты.

Определение изменений в графиках х(S) и t(S), построенных на предыдущем шаге, при реализации максимально возможного тока переключения.

Определение технико-экономического эффекта за счет рационального управления электровозом.

При возможном увеличении тока переключения увеличатся средние токи для последовательного и параллельного соединения ТЭД, возрастёт сила тяги электровоза и его скорость. Графики V (S), t (S) будут достигать своих максимальных значений на меньшем расстоянии пройденного пути.

Рациональное ведение поезда - достижение максимальных скоростей за более короткое время, путём реализации максимальной силы тяги на безреостатных позициях при наличии максимальной массы поезда, рассчитанной по руководящему подъёму. Технико- экономический эффект - снижение себестоимости перевозок грузов, экономия электроэнергии, эффективная эксплуатация ЭПС и вагонов.



Заключение

В курсовой работе выполнен анализ работы системы управления электровозом постоянного тока при разгоне грузового поезда. Задачей анализа является изучение принципов управления работой тяговых электрических двигателей и технической реализации этих принципов на электровозах.



Литература

1. Электрические железные дороги /Под ред. А.В. Плакса, В.Н. Пупынина -М.: Транспорт, 1993.

2. Правила тяговых расчетов для поездной работы.- М.: Транспорт, 1985.

Размещено на Allbest.ru

...